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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil oder eine elektronische Schaltung
auf einem Trägersubstrat, mit mindestens einer in einem
kontinuierlichen Prozess gebildeten musterförmigen Schichtlage.
Das Layout des elektronischen Bauteils oder der elektronischen Schaltung
ist dabei derart ausgeführt, dass eine musterförmige
Schichtlage ausgebildet ist oder angrenzend an mindestens eine vollflächige Schichtlage
mindestens eine musterförmige Hilfsschicht zur Bildung
der mindestens einen musterförmigen Schichtlage des elektronischen
Bauteils oder der elektronischen Schaltung ausgebildet ist.
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Die
Bildung musterförmiger Schichtlagen in Form beispielsweise
leitfähiger Strukturen mittels Drucktechnik sowie daraus
hergestellte aktive Bauelemente für integrierte Schaltungen
sind beispielsweise aus
DE
10126859 A1 hinreichend bekannt.
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Es
hat sich gezeigt, dass durch das Layout der Bauteile oder Schaltungen
bedingt durch die mindestens eine musterförmige Schichtlage
im Bereich der jeweiligen Bauteile oder Schaltungen häufig
eine ungleichmäßige lokale mittlere Flächenbelegung
des Trägersubstrats ausgebildet wird. Wird die musterförmige
Schichtlage dabei durch einen Druckprozess ausgebildet, so weist
die zum Drucken der musterförmigen Schichtlage verwendete
Druckwalze eine ebenso ungleichmäßige mittlere
Flächenbelegung mit Druckflächen auf, welche das
Druckmaterial aufnehmen und auf das Trägersubstrat übertragen.
Dies führt zu einem ungleichmäßigen Druckergebnis
und einer verminderten Ausbeute an einwandfreien Bauteilen oder
Schaltungen. Für die Ungleichmäßigkeiten
in einem solchen Druckprozess gibt es im Wesentlichen zwei Ursachen.
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Zum
einen wird bereits bei der Herstellung einer Druckform mit einer
ungleichmäßigen Flächenbelegung das spätere
Ausdruckverhalten dieser Druckform negativ beeinflusst. Dies gilt
insbesondere für Druckformen, die über chemische
Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise Tiefdruckwalzen, in
deren Oberfläche die auszudruckenden Strukturen durch nasschemisches Ätzen
gebildet werden. Bei einer ungleichmäßigen Flächenbelegung
der Tiefdruckwalze mit auszudruckenden Strukturen wird das Ätzmedium
lokal ungleichmäßig verbraucht. Dies resultiert
in unterschiedlichen Ätzraten und somit in einer ungleichmäßigen
Tiefe und Breite der geätzten Strukturen in der fertigen
Druckwalze. Beispielsweise liegen typische Strukturtiefen von geätzten
Strukturen in der Oberfläche einer Druckwalze liegen im
Berech von 5–30 μm. Aufgrund der lokal unterschiedlichen Ätzmittelkonzentration
bei der Herstellung einer Druckwalze mit einer ungleichmäßigen
Flächenbelegung an zu ätzenden Strukturen können
Unterschiede in der Strukturtiefe der geätzten Strukturen
zwischen 10–75% auftreten. So kann beispielsweise eine
geätzte Struktur, die überall mit der gleichen Strukturtiefe
in der Oberfläche der Druckwalze ausgebildet werden sollte,
in Bereichen der Druckwalze mit einer hohen Flächenbelegung
an Strukturen um 10–75% weniger tief ausgebildet sein als
in Bereichen der Druckwalze mit einer niedrigen Flächenbelegung
an Strukturen. Dadurch ergeben sich im Vergleich zwischen gedruckten
Strukturen, die durch Bereiche der Druckwalze mit einer hohen Flächenbelegung
der Druckwalze mit geätzten Strukturen und durch Bereiche
der Druckwalze mit einer niedrigen Flächenbelegung der
Druckwalze mit geätzten Strukturen erzeugt sind, erhebliche
Unregelmäßigkeiten, die sich in unterschiedlichen
Schichtdicken und/oder Flächendimension der später
mit der Druckwalze gedruckten Strukturen zeigen.
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Zum
anderen ergibt sich ein negativer Einfluss der ungleichmäßigen
Flächenbelegung eines Druckwerkzeugs direkt beim Drucken,
wie z. B. bei einem Tiefdruck, Flexodruck, Offsetdruck oder Siebdruck,
sofern Druckmedien verarbeitet werden, die mindestens ein Lösungsmittel
enthalten, welches bereits während des Druckens abdampft.
Bei solchen Verfahren ist das definierte Abdampfen des Lösungsmittels
während des Übertrages auf ein Trägersubstrat
von entscheidender Bedeutung für das Druckergebnis. Die
Abdampfrate des Lösungsmittels ist wiederum stark von der
das Druckwerkzeug umgebenden Atmosphäre beeinflusst. So
liegt beispielsweise über Bereichen einer Druckwalze mit
einer hohen Flächenbelegung eine erhöhte Konzentration
an Lösungsmitteldampf in der Atmosphäre vor, während über
Bereichen der Druckwalze mit einer niedrigen Flächenbelegung
eine vergleichsweise niedrige Konzentration an Lösungsmitteldampf
in der Atmosphäre vorliegt. Dadurch dampft das Lösungsmittel
in den Bereichen mit erhöhter Flächenbelegung
weniger schnell ab als in den Bereichen mit niedriger Flächenbelegung
und ein gleichmäßiges Verdrucken des Druckmediums
wird verhindert.
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Dies
zeigt sich aber nicht nur für den Fall, dass die musterförmige
Schichtlage unmittelbar durch Drucken gebildet wird. Auch bei der
Entfernung von Bereichen einer vollflächig ausgebildeten Schichtlage,
beispielsweise dadurch, dass diese musterförmig mit einem Ätzmittel
bedruckt wird oder dass diese mit einer musterförmigen
Hilfsschicht, welche als Ätzmaske verwendet wird, versehen
und nachfolgend durch Ätzen musterförmig entfernt
wird, zeigen sich ungleichmäßige Ergebnisse, die
auf die ungleichmäßige mittlere Flächenbelegung
des Trägersubstrats mit der auszubildenden musterförmigen Schichtlage
zurückzuführen sind. Gleiches gilt auch für
die musterförmige Entfernung von UV-Lackschichten, wie
beispielsweise positiven oder negativen Photoresist-Schichten, die
nach einer partiellen Belichtung mittels UV-Strahlung nasschemisch
entwickelt und musterförmig entfernt werden.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, verbesserte elektronische Bauteile
oder Schaltungen anzugeben, die mindestens eine musterförmige
Schichtlage aufweisen, die in einer ungleichmäßigen
mittleren Flächenbelegung auf einem Trägersubstrat
vorliegt.
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Die
Aufgabe wird für das elektronische Bauteil oder die elektronische
Schaltung auf einem Trägersubstrat, mit mindestens einer
in einem kontinuierlichen Prozess gebildeten musterförmigen Schichtlage,
wobei die mindestens eine musterförmige Schichtlage hinsichtlich
des Bauteils oder der Schaltung eine elektrische Funktion aufweist
und wobei durch die mindestens eine musterförmige Schichtlage
im Bereich des Bauteils oder der Schaltung eine ungleichmäßige
lokale mittlere Flächenbelegung des Trägersubstrats
ausgebildet ist, gelöst, indem die lokale mittlere Flächenbelegung
des Trägersubstrats im Bereich des Bauteils oder der Schaltung
vergleichmäßigt ist, indem Bereiche des Trägersubstrats,
die nicht mit der musterförmigen Schichtlage belegt sind,
mit einer musterförmigen Zusatzschicht belegt sind, die
hinsichtlich des Bauteils oder der Schaltung ohne elektrische Funktion
ist und gleichzeitig mit der jeweiligen musterförmigen Schichtlage
und von dieser beabstandet aus dem gleichen Material wie die musterförmige
Schichtlage ausgebildet ist.
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Ein
Verfahren zur Massenproduktion elektronischer Bauteile oder Schaltungen,
insbesondere erfindungsgemäßer elektronischer
Bauteile oder Schaltungen, auf einem Trägersubstrat hat
sich bewährt, bei welchem in einem kontinuierlichen Prozess
mindestens eine musterförmige Schichtlage oder angrenzend
an mindestens eine vollflächige Schichtlage mindestens
eine musterförmige Hilfsschicht zur Bildung der mindestens
einen musterförmigen Schichtlage der elektronischen Bauteile
oder Schaltungen ausgebildet wird, wobei durch die mindestens eine
musterförmige Schichtlage im Bereich der jeweiligen Bauteile
oder Schaltungen eine ungleichmäßige lokale mittlere
Flächenbelegung des Trägersubstrats ausgebildet
wird, wobei die lokale mittlere Flächenbelegung des Trägersubstrats
im Bereich der jeweiligen Bauteile oder Schaltungen vergleichmäßigt
wird, wobei Bereiche des Trägersubstrats, die nicht mit
der musterförmigen Schichtlage belegt sind/werden, mit
einer musterförmigen Zusatzschicht belegt werden, die hinsichtlich
der Bauteile oder Schaltungen ohne elektrische Funktion ausgebildet
ist und gleichzeitig mit der jeweiligen musterförmigen
Schichtlage und von dieser beabstandet aus dem gleichen Material
wie die musterförmige Schichtlage ausgebildet wird.
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Dabei
ist die Zusatzschicht „ohne elektrische Funktion", wenn
diese für ein Funktionieren des Bauteils oder der Schaltung
nicht benötigt wird. Während die mindestens eine
musterförmige Schichtlage mit elektrischer Funktion hinsichtlich
des Bauteils oder der Schaltung mit Spannung beaufschlagt, zur Führung
von Strom verwendet oder als elektrische Isolierung eingesetzt wird,
ist dies bei der Zusatzschicht nicht der Fall. Die, einer beispielsweise
mit Spannung beaufschlagten oder stromleitenden musterförmigen Schichtlage
zugeordnete Zusatzschicht steht nicht in elektrisch leitender Verbindung
mit dieser musterförmigen Schichtlage. An der Zusatzschicht kann
somit weder ein Strom noch eine Spannung gemessen werden, die für
die Funktion des Bauteils oder der Schaltung genutzt oder benötigt
werden.
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Die
Anordnung einer derartigen Zusatzschicht ohne elektrische Funktion
in Bereichen des Trägersubstrats, welche nicht von der
musterförmigen Schichtlage mit elektrischer Funktion belegt
sind, ermöglicht eine gleichmäßige mittlere
Flächenbelegung des Trägersubstrats und damit
eine gleichmäßigere Prozessführung. Dies
führt zu einer wesentlich höheren Ausbeute an
funktionierenden Bauteilen oder Schaltungen und senkt damit insgesamt
die Produktionskosten pro Bauteil oder Schaltung. Eine Erhöhung
der Ausbeute um bis zu 100% ist ohne weiteres möglich.
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Eine
elektronische Schaltung besteht hierbei insbesondere aus mindestens
zwei elektronischen Bauelementen aus der Gruppe an Bauelementen umfassend
Dioden, Kondensatoren, Induktivitäten, Widerstände,
Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, usw., oder aus
einer Kombination von mindestens zwei unterschiedlichen Bauelementen dieser
Gruppe. Vorzugsweise umfasst die Schaltung mindestens einen Feldeffekttransistor,
bevorzugt mindestens zwei Feldeffekttransistoren.
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Ein
elektronisches Bauteil entspricht insbesondere entweder einem Bauelement
der oben genannten Gruppe oder umfasst mindestens ein solches Bauelement.
So kann es sich bei dem Bauteil insbesondere auch um einen IC-Chip,
einen RFID-tag und dergleichen handeln.
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Kontinuierliche
Prozesse zur Herstellung von elektronischen Bauteilen oder Schaltungen
werden bevorzugt mit Trägersubstraten durchgeführt,
die sich auf Förderanlagen kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich
transportieren lassen oder in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess verarbeitet
werden können. Dabei können Trägersubstrate
mit hohem Durchsatz in Form von Einzelbögen oder langgestreckten
Bändern verarbeitet werden.
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Bei
einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren, welches bei den oben genannten Verfahren
bevorzugt ist, wird ein bandförmiges, flexibles Trägersubstrat
auf eine Rolle aufgewickelt bereitgestellt, von dieser abgezogen,
die einzelnen Verfahrensschritte zur Bildung der Bauteile oder Schaltungen
durchgeführt und anschließend das Trägersubstrat
inklusive der darauf gebildeten Bauteile oder Schaltungen auf eine
weitere Rolle aufgewickelt. Es kann sich ein weiterer Rolle-zu-Rolle-Prozess
anschließen, um weitere Prozessschritte durchzuführen,
oder es erfolgt eine Vereinzelung der Bauteile oder Schaltungen,
indem das Trägersubstrat entsprechend zerteilt wird.
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Als
Trägersubstrat wird bevorzugt eine Kunststoff-Folie aus
PET, Polyimid oder Kapton verwendet. Aber auch Laminate aus unterschiedlichen Materialien,
die beispielsweise Kunststofffolien oder -schichten, Metallfolien
oder -schichten, dielektrische Schichten oder Papierlagen beinhalten
können, sind verwendbar. Ein Trägersubstrat weist
vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von 6 μm bis
1 mm auf.
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Es
hat sich bewährt, wenn die lokale mittlere Flächenbelegung
des Trägersubstrats mit der musterförmigen Schichtlage
und der musterförmigen Zusatzschicht im Bereich der jeweiligen
Bauteile oder Schaltungen so ausgelegt wird, dass diese mindestens
10%, insbesondere mindestens 25% beträgt. Der „Bereich
eines Bauteils oder einer Schaltung" wird dabei durch die maximale
Länge L und die maximale Breite B der musterförmigen
Schichtlagen pro Bauteil oder Schaltung auf dem Trägersubstrat
definiert, wobei die Länge und Breite aller im jeweiligen Bauteil
oder der jeweiligen Schaltung enthaltenen musterförmigen
Schichtlagen zur Ermittlung der maximalen Länge L und der
maximalen Breite B herangezogen wird. Ist lediglich eine musterförmige Schichtlage
vorhanden, so ist deren Länge und Breite maßgebend.
Sind zwei oder mehr musterförmige Schichtlagen vorhanden,
so ist für jede der musterförmigen Schichtlagen
ihre eigene Länge und Breite maßgebend.
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Es
besteht jedoch die Möglichkeit, dass bei einem Vorhandensein
von zwei oder mehr musterförmigen Schichtlagen diese sich
gegenseitig elektrisch beeinflussen. Ein gutes Beispiel hierfür
bilden die Source/Drain-Ebene und die Gate-Ebene eines Feldeffekt-Transistors,
die jeweils eine musterförmige Schichtlage bilden. Hier
tritt eine Beeinflussung durch kapazitive, parasitäre Effekte
zwischen den beiden Ebenen bzw. Schichtlagen auf. In einem solchen
Fall ist es notwendig, eine Vereinigungsmenge der musterförmigen
Schichtlagen aus beiden Ebenen zu bilden und diese als Grundlage
zur Bestimmung der Länge L und der Breite B heranzuziehen.
Nur so kann eine störende gegenseitige elektrische Beeinflussung
verhindert werden. Weitere elektrische Beeinflussungen ergeben sich
beispielsweise auch durch Leckströme, das Auftreten von
Wechselfeldern bei hoher Frequenz usw.
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Üblicherweise
sind Bereiche für Bauteile und Schaltungen in der Größenordnung
von 0,1 cm × 0,1 cm bis zu 5 cm × 5 cm angesiedelt.
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Insbesondere
liegt die lokale mittlere Flächenbelegung des Trägersubstrats
mit der musterförmigen Schichtlage und der musterförmigen
Zusatzschicht im Bereich der jeweiligen Bauteile oder Schaltungen
im Bereich von 10% bis 90%, bevorzugt im Bereich von 15% bis 40%.
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Um
eine Beeinflussung der elektrischen Funktion des jeweiligen Bauteils
oder der jeweiligen Schaltung durch die Zusatzschicht zu vermeiden,
hat es sich als günstig erwiesen, wenn senkrecht zur Ebene
des Trägersubstrats gesehen ein Abstand zwischen der musterförmigen
Zusatzschicht und der musterförmigen Schichtlage von mindestens
5 μm, insbesondere ein Abstand im Bereich von 5 bis 300 μm,
ausgebildet wird. Die musterförmige Zusatzschicht wird
demnach so ausgebildet, dass sie an keiner Stelle in Kontakt zur
musterförmigen Schichtlage steht.
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Zusätzlich
ist im Layout darauf zu achten, dass die Ausbildung einer Zusatzschicht
in bestimmten Bereichen nicht zur Bildung von elektrischen Kurzschlüssen
oder parasitären Kapazitäten innerhalb eines Bauteils
oder einer Schaltung führt, welche die Funktionalität
des Bauteils oder der Schaltung beeinträchtigen oder zunichte
machen würden.
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Vorzugsweise
wird die Zusatzschicht in Form von voneinander beabstandeten Inselbereichen und/oder
zusammenhängenden Linien- oder Musterbereichen ausgebildet.
Dabei entsprechen die Dimensionen von Inselbereichen der Zusatzschicht vorzugsweise
in etwa den Dimensionen von durch die musterförmige Schichtlage
ausgebildeten Bereichen. Insbesondere erfolgt eine Anpassung der
Dimensionen der Zusatzschichtbereiche an die Dimensionen benachbarter
Bereiche der musterförmigen Schichtlage.
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Großflächige,
von der musterförmigen Schichtlage freie Bereiche werden
vorzugsweise nicht mit einem einzigen, großflächigen
Inselbereich der Zusatzschicht belegt, wenn kleiner dimensionierte
Bereiche der musterförmigen Schichtlage angrenzen, sondern
durch eine Vielzahl kleinerer, voneinander beabstandeter Inselbereiche
der Zusatzschicht belegt, die ähnliche Dimensionen aufweisen
wie die benachbarten Bereiche der musterförmigen Schichtlage.
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Bevorzugt
wird die musterförmige Schichtlage aus einem elektrisch
leitenden Material, beispielsweise Metall oder einer Metall-Legierung,
einem leitfähigen Polymer, Kohlenstoff, usw., oder einem
halbleitenden Material, insbesondere einem organischen halbleitenden
Material, oder einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise
einem Metalloxid oder einem elektrisch isolierenden organischen Kunststoff,
gebildet.
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Die
Schichtlage kann demnach aus einem anorganischen oder einem organischen
Material gebildet werden. Dabei werden bevorzugt organische elektronische
Bauteile oder Schaltungen ausgebildet, welche mindestens eine organische
musterförmige Schichtlage, die zur Funktionalität
des Bauteils oder der Schaltung beiträgt, enthalten.
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Als „organische"
Materialien werden hier alle Arten von organischen, metallorganischen
und anorganischen Kunststoffen angesehen, die im Englischen mit „plastics"
bezeichnet werden. Eine Beschränkung im dogmatischen Sinn
auf organisches Material als Kohlenstoff enthaltendes Material ist demnach
nicht vorgesehen, sondern es ist vielmehr auch an den Einsatz von
beispielsweise Silikonen gedacht. Weiterhin soll der Begriff keinerlei
Beschränkung im Hinblick auf die Molekülgröße,
insbesondere auf polymere und/oder oligomere Materialien unterliegen,
sondern es ist durchaus auch der Einsatz von „small molecules"
möglich.
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Besonders
bevorzugt ist eine Ausbildung des elektronischen Bauteils oder der
elektronischen Schaltung als organisches elektronisches Bauteil oder
organische elektronische Schaltung, enthaltend mindestens eine Schichtlage,
die aus einem organischen Material gebildet ist. Insbesondere sind
alle Schichtlagen aus einem organischen Material gebildet.
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Zusätzlich
zu der wenigstens einen musterförmigen Schichtlage mit
elektrischer Funktion hinsichtlich des Bauteils oder der Schaltung
kann eine weitere musterförmige Schichtlage vorhanden sein, die
zur Funktionalität des Bauteils oder der Schaltung nichts
beiträgt, sondern lediglich zur musterförmigen Ausbildung
der zur Funktionalität des Bauteils oder der Schaltung
beitragenden musterförmigen Schichtlage verwendet wird.
Eine derartige weitere Schichtlage kann beispielsweise durch eine
musterförmige Hilfsschicht ausgebildet sein, die senkrecht
zur Ebene des Trägersubstrats gesehen deckungsgleich zur ersten
musterförmigen Schichtlage mit elektrischer Funktion ausgebildet
ist. Dabei ist die Zusatzschicht, die zur musterförmigen
Schichtlage mit elektrischer Funktion gehört, deckungsgleich
zu einer weiteren Zusatzschicht angeordnet, die zur musterförmigen Hilfsschicht
bzw. weiteren Schichtlage ohne elektrische Funktion gehört.
Die Hilfsschicht wird vorzugsweise aus einer Lackschicht, insbesondere
einer Photolackschicht, einer Lift-off-Lackschicht oder einer Ätzresistlackschicht
gebildet.
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Es
hat sich bewährt, wenn eine musterförmige Schichtlage
durch ein Druckverfahren, insbesondere durch Tiefdruck, Flexodruck,
Offsetdruck, Siebdruck und/oder durch ein Ätzverfahren,
beispielsweise durch ein musterförmiges Bedrucken einer
vollflächig ausgebildeten Schichtlage mit einem Ätzmittel, und/oder
durch eine nasschemische Entwicklung von UV-Lack, musterförmig
ausgebildet wird.
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Die
Bildung einer musterförmigen Hilfsschicht auf einer vollflächig
ausgebildeten Schichtlage erfolgt bevorzugt durch ein Druckverfahren,
ein Laserverfahren oder ein Lithographieverfahren.
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Die
musterförmige Hilfsschicht bzw. Schichtlage, die nicht
zur Funktionalität des Bauteils oder der Schaltung beiträgt,
wird beispielsweise als Ätzmaske verwendet, um eine zur
Funktionalität des Bauteils oder der Schaltung beitragende
musterförmige Schichtlage durch Ätzen einer vollflächig
ausgebildeten Schicht herzustellen.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn auf dem Trägersubstrat mindestens
zwei musterförmige Schichtlagen ausgebildet werden, wobei
die mindestens zwei Schichtlagen parallel zur Ebene des Trägersubstrats
gesehen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden, und wobei
pro musterförmiger Schichtlage jeweils eine musterförmige
Zusatzschicht ausgebildet wird. Insbesondere weisen die mindestens
zwei musterförmigen Schichtlagen eine elektrische Funktion
hinsichtlich des Bauteils oder der Schaltung auf. Beispielsweise
kann eine der zwei Schichtlagen die Source/Drain-Elektroden und
die andere der zwei Schichtlagen die Gate-Elektrode eines OFET ausbilden,
so dass beide Schichtlagen die elektrische Funktion einer Elektrode
erfüllen.
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Allgemein
wird hierbei im Sinne der Erfindung unter dem Begriff „auf
dem Trägersubstrat ausgebildet" nicht verstanden, dass
eine musterförmige Schichtlage unmittelbar angrenzend zum
Trägersubstrat angeordnet sein muss. Es können
vielmehr zwischen dem Trägersubstrat und einer musterförmigen Schichtlage
eine Vielzahl weiterer Schichten oder weiterer musterförmiger
Schichtlagen, gegebenenfalls mit jeweiligen Zusatzschichten, angeordnet
sein, bevor eine weitere musterförmige Schichtlage darauf gebildet
wird.
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Es
werden auf einem Trägersubstrat insbesondere eine Vielzahl
von gleichen oder aus gleichen Schichtlagen aufgebaute, unterschiedliche
Bauteile nebeneinander und nacheinander ausgebildet, welche den
gleichen oder einen ähnlichen Schichtaufbau besitzen und
wobei gleiche Schichten, d. h. aus gleichen Materialien, jeweils
durch einen gemeinsamen Prozessschritt ausgebildet werden, beispielsweise
durch Drucken der jeweiligen Schicht oder Ätzen der jeweiligen
Schicht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere
zur Herstellung von Bauteilen mit mindestens einem Bauelement in
Form eines Widerstands, eines Kondensators, einer Diode, insbesondere
von einer LED oder OLED, eines Feldeffekttransistors, insbesondere
eines OFET, einer Induktivität usw., sowie von Schaltungen
umfassend derartige Bauelemente gleicher und/oder unterschiedlicher Art.
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Um
die Erfindung beispielhaft zu erläutern, wird die Herstellung
von Bauteilen auf einem Trägersubstrat nachfolgend anhand
der Herstellung von OFETs in Top-Gate-Ausführung (d. h.
Gate-Elektrode befindet sich auf der, dem Trägersubstrat
angewandten Seite des jeweiligen OFET) beschrieben.
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Die
OFETs weisen jeweils vier Schichtlagen auf, die nacheinander und übereinander
auf dem Trägersubstrat gebildet werden, während
das Trägersubstrat von Rolle zu Rolle transportiert wird.
Zuerst wird eine erste musterförmige Schichtlage aus einem elektrisch
leitenden Material auf dem Trägersubstrat ausgebildet,
beispielsweise durch Drucken, um die Source-/Drain-Elektroden auszubilden.
Gleichzeitig mit der Bildung der ersten musterförmigen
Schichtlage wird eine erste musterförmige Zusatzschicht
aus dem gleichen Material wie die Source-/Drain-Elektroden gebildet
bzw. gedruckt, die elektrisch getrennt von den Source-/Drain-Elektroden
vorliegt. Dabei werden die erste musterförmige Schichtlage
und die erste musterförmige Zusatzschicht durch eine einzige,
entsprechend strukturierte Druckwalze gebildet. Nach der Verfestigung
der ersten musterförmigen Schichtlage und der ersten musterförmigen
Zusatzschicht werden darauf nacheinander eine zweite vollflächige
Schichtlage in Form einer organischen halbleitenden Schicht und
eine dritte vollflächige Schichtlage in Form einer elektrisch
isolierenden Schicht gebildet und verfestigt. Anschließend
wird eine vierte musterförmige Schichtlage aus einem elektrisch
leitenden Material auf dem Trägersubstrat, hier konkret auf
der dritten Schichtlage, gebildet, beispielsweise durch Drucken,
um die Gate- Elektroden der OFETs auszubilden. Gleichzeitig mit Bildung
der vierten musterförmigen Schichtlage wird eine zweite
musterförmige Zusatzschicht aus dem gleichen Material wie die
Gate-Elektroden gebildet bzw. gedruckt, die elektrisch getrennt
von den Gate-Elektroden vorliegt. Dabei werden die zweite musterförmige
Schichtlage und die zweite musterförmige Zusatzschicht
durch eine einzige, entsprechend strukturierte weitere Druckwalze
gebildet. Das Trägersubstrat wird somit in diesem Beispiel
in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Rolle einer ersten Druckeinheit
zur Bildung der ersten musterförmigen Schichtlage und der
ersten musterförmigen Zusatzschicht, gegebenenfalls einer
Prozesseinheit zur Verfestigung der ersten musterförmigen
Schichtlage und der ersten musterförmigen Zusatzschicht,
einer Prozesseinheit zum vollflächigen Auftrag der zweiten
Schichtlage, gegebenenfalls einer Prozesseinheit zur Verfestigung
der zweiten vollflächigen Schichtlage, einer Prozesseinheit
zum vollflächigen Auftrag der dritten Schichtlage, gegebenenfalls
einer Prozesseinheit zur Verfestigung der dritten vollflächigen
Schichtlage, einer zweiten Druckeinheit zur Bildung der zweiten
musterförmigen Schichtlage und der zweiten musterförmigen Zusatzschicht,
und gegebenenfalls einer Prozesseinheit zur Verfestigung der zweiten
musterförmigen Schichtlage und der zweiten musterförmigen
Zusatzschicht zugeführt, bevor die Aufwicklung auf eine weitere
Rolle erfolgt.
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Diese
Vorgehensweise ermöglicht es, ein besonders gleichmäßiges
Herstellungsergebnis im Bereich aller Schichtlagen der Bauteile
oder Schaltungen zu erhalten und die Ausbeute an guten bzw. funktionsfähigen
Bauteilen oder Schaltungen erheblich zu steigern.
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Die 1 und 2 sollen
die Erfindung lediglich beispielhaft erläutern. So zeigt
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1 einen
Abschnitt eines Trägersubstrats mit einer musterförmigen
Schichtlage gemäß dem Stand der Technik in der
Draufsicht; und
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2 den
Abschnitt aus 1, mit einer Zusatzschicht versehen,
in der Draufsicht.
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1 zeigt
in der Draufsicht einen Abschnitt eines Trägersubstrats 1 gemäß dem
Stand der Technik aus einer flexiblen Kunststofffolie, die mit einer musterförmigen
Schichtlage 2 (= schwarze Strukturen auf dem Trägersubstrat 1)
bedruckt ist. Die musterförmige Schichtlage 2 besteht
aus einem elektrisch leitfähigen Material und bildet in
Längsrichtung des Trägersubstrats 1 eine
Vielzahl von Elektrodenbereichen für zu bildende Bauteile
aus. Gemäß 1 ist die
musterförmige Schichtlage 2 in Längsrichtung
des Trägersubstrats 1 in drei, räumlich
voneinander beabstandet angeordnete Bereiche 2a, 2b, 2c zur
Bildung von drei separaten Bauteilen aufgeteilt. Der Bereich 2a, 2b, 2c eines
jeden Bauteils ist durch die jeweilige Länge L1, L2, L3
und die Breite B definiert, wobei die Breite B hier für
alle drei zu bildenden Bauteile gleich ist.
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2 zeigt
in der Draufsicht den Abschnitt aus 1, welcher
neben der musterförmigen Schichtlage 2 weiterhin
eine gedruckte Zusatzschicht 3 aufweist. Die musterförmige
Schichtlage 2 und die Zusatzschicht 3 sind aus
dem gleichen Material gleichzeitig und mittels einer gemeinsamen
Druckwalze auf das Trägersubstrat 1 gedruckt worden.
Die Zusatzschicht 3 ist von der musterförmigen
Schichtlage 2 beabstandet angeordnet, insbesondere in einem
Abstand von mindestens 5 μm, und weist keinerlei elektrisch
leitende Verbindung mit der musterförmigen Schichtlage 2 auf.
Die Zusatzschicht 3 und die musterförmige Schichtlage 2 zusammen
belegen auf dem für das jeweilige Bauteil vorgesehenen
Bereich 2a, 2b, 2c des Trägersubstrats 1 lokal
eine Fläche von 10 bis 90% des Trägersubstrats 1.
Aufgrund der gleichmäßigeren mittleren Flächenbelegung
der verwendeten Druckwalze mit auszudruckenden Bereichen ergibt
sich ein gleichmäßigeres und verbessertes Druckbild
im Bereich der musterförmigen Schichtlage 2 und
eine höhere Ausbeute an funktionsfähigen Bauteilen.
Die Bauteile werden gebildet, indem auf die musterförmige
Schichtlage 2 und die Zusatzschicht 3 weitere
Schichtlagen aufgebracht werden. Zur optischen und elektrischen
Inspektion der fertigen Bauteile ist neben jedem Bauteil ein Inspektionsbereich 4 vorgesehen,
der keine Belegung mit Schichtlagen des Bauteils aufweist. Der Inspektionsbereich 4 kann
dabei von der Zusatzschicht 3 umschlossen oder teilweise
begrenzt sein, wie es in 2 dargestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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